Способ защиты тиристорного инвертора

 

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ИНВЕРТОРА, заключающийся в том, что производят сравнение контролируемого времени с временем уставки и в случае, когда момент окончания одного их них наступит раньше момента окончания другого производят снятие отпирающих импульсов с управляющих электродов тиристоров, отличающий с я тем, что, с целью повышения надежности защиты инвертора резонансного типа с независимым управлением, контролируют время от момента поступления очередного отпирающего импульса на тиристоры плеча инвертора.до момента приложения обратного напряжения к тиристорам этого плеча и сравнивают его с временем уставки, отсчитываемым от момента поступления упомянутого отпирающего импульса и равным разности длительности полупериода частоты i (/) импульсов управления тиристорами инвертора и допустимого времени их выключения, при этом снятие отпирающих импульсов с управляющих электродов тиристоров производят, если момент окончания времени уставки иа ,ступит раньше момента окончания контролируемого времени. Cf CD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИН (»)4 í О2 н

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3702134/24-07 (22) .17.02.84 (46) 23.07.85. Бюл. В 27 (72) С.В.Богомолов, В.Д.Кулик и М.И.Маракасов (7 1) Ордена "Знак Почета" научно-исследовательекий институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (53) 621.314.572 621.316.925.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 625285, кл, Н 02 Н 7/10, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 298999, кл. Н 02 М 1/18, 1968. (54)(57). СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО

ИНВЕРТОРА, заключающийся в том, что производят сравнение контролируемого времени с временем уставки и в случае, когда момент окончания одного нх них наступит раньше момента окончания другого производят снятие отпирающих импульсов с управляющих

„„SU„„1169070 А электродов тиристоров, о т л и ч аю щ н и с.я тем, что, с целью повы» шения надежности защиты иивертора резонансного типа с независимым управлением, контролируют время от момента поступления очередного отпирающего импульса на тиристоры плеча инвертора.до момента приложения обратного напряжения к тиристорам этого плеча и сравнивают его с временем уставки, отсчитываемым от момента поступления упомянутого отпирающего импульса и равным разности длительности полупериода частоты импульсов управления тиристорами инвертора и допустимого времени их выключения, при этом снятие отпирающих импульсов с управляющих электродов тиристоров производят, . если момент окончания времени уставки наступит раньше момента окончания контролируемого времени.

1 11690

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для защиты автономных резонансных инверторов, например .в металлургии для индукционного нагрева металла.

Цель изобретения — повышение надежности защиты инвертора резонансного типа с независимым управлением.

На фиг.1 представлены временные 10 диаграммы нормальной работы инвертора с обратными диодами, когда момент перехода тока диагонали моста через ноль пришел после окончания действия уставки и (а) и когда 15 собственная резонансная частота колебательного контура ниже частоты независимого управления f (б); на фиг.2 - пример устройства защиты, реализующего предлагаемый способ; на 20 фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства защиты.

Иэ импульсов управления f в каждый полупериод управления тиристорами инвертора формируются импульсы 25 уставки Q . Длительность импульсов

t равна разности полупериода частоJ ты управления и допустимого времени выключения .тиристоров. В моменты перехода тока нагрузки через ноль З0, формируются импульсы Я . Если момент . окончания импульса уставки (, наступит раньше появления импульса перехода тока диагонали инвертора через ноль, формируется импульс запрета Q5 З подачи импульсов управления на управляющие электроды тиристоров.

Способ можно осуществить в инверторах тока и .резонансных инверторах благодаря специфике их работы.

В зависимости от типа инвертора такая специфика проявлятеся по разному. Так, например, в резонансных инверторах с обратными диодами начало момента приложения обратного напряжения совпадает с моментом перехо" да тока диагонали моста инвертора через ноль. Следовательно, фиксируя моменты перехода тока диагонали моста инвертора через ноль, можно косвенным способом получить информацию о моменте приложения к вентилям работавшего плеча инвертора обратного напряжения, что позволяет в свою очередь одним устройством защиты обеспечить защиту инвертора в целом.

Способ обеспечивает защиту инвертора, когда собственная резонансная

70 2 частота колебательного контура окажется ниже частоты независимого управления. В этом случае за время действия уставки не будет получен сигнал о переходе тока диагонали инвертора через ноль и импульсы управления не будут поданы на управляющие электроды тиристоров другого плеча инвертора.

Устройство (фиг.2), реализующее способ защиты, содержит блок 1 задержки импульсов, формирователь 2, IK-триггеры 3 и 4, элемент ИЛИ-НЕ 5, IK-триггер 6, элемент ИЛИ 7, элемент И 8, генератор 9 импульсов, блок 10 формирования, усиления и распределения импульсов управления.

Блоки 9 и 1О объединены в блок 11 управления инвертором, а блоки 1-8 объединены в логический блок 12 °

Устройство также содержит датчик тока диагонали моста инвертора 13 и силовой блок инвертора 1 4.

На вход блока 1 задержки от генератора 9 импульсов блока 11 управления инвертором поступают импульсы

f с частотой управления тиристорами инвертора. Блок 1 задержки осуществляет задержку этих импульсов на время С, равное допустимому времени выключения. Допустимое время выключения тиристоров определяется по паспортным данным тиристоров инвертора. В резонансных инверторах с обратными диодами тиристоры инвертора восстанавливают свои запирающие свойства под действием ограниченного обратного напряжения, равного падению напряжения на обратном диоде (U )"= 1В). Для этого типа ин06 верторов допустимое время выключения должно быть в (1,3-1,S) раза больше паспортного, указываемого для полного обратного напряжения, Импульсы f (фиг.2 и 3) с частотой, равной частоте управления тиристорами, поступают на I-вход триггера 3 и К-вход триггера 4.

В момент прихода импульса fg на

I-вход триггера 3, он устанавливается"в состояние Я =1, а триггер 4 устанавливается в состояние Q =О.

Триггер 3 находится в единичном состоянии др прихода на его К-вход импульса f, сдвинутого относительно

fw на время, равное разности полупериода частоты Т/2 управления тиристорамн и допустимого времени вы3 1 ключения тиристоров. Интервал н времени, в течение которого триггер

3 находится в единичном состоянии, называется интервалом уставки t (фиг.3).

На вход формирователя 2 от датчика 13 тока поступает сигнал, пропорциональный току диагонали инвертора 14 ° Формирователь 2 формирует импульсы в момент перехода тока диагонали моста через ноль. Импульсы с выхода формирователя 2 поступают на I-вход триггера 4. С приходом на I-вход триггера 4 импульсов с выхода формирователя 2 триггер 4 устанавливается в состояние =1.

Выходы Я триггеров 3 и 4 соедйнены с входами элемента ИЛИ-НЕ 5. Если момент переклк ения триггера 4 в единичное состояние произошел в момент, когда триггер 3 находился в единичном состоянии, на выкope Q блока 1 будет потенциал логического нуля. Выход (соединен с I-входом триггера 6. Триггер 6 перед пуском инвертора должен быть установлен в нулевое, а триггер 4 в единичное состояния. Для этого на К-вход триггера 6 и на К-вход триггера 4 перед пуском инвертора подается сигнал логической единицы. Сигнал логической единицы подается на I-вход триггера 4 через схему ИЛИ 7.

Триггер 6 управляет работой ключа, выполненного на элементе И 8.

Выход триггера 6 Я соединен с одним из входов элемента 7. На другой вход его поступают импульсы управления Е .

Поступление логического нуля на

I-вход триггера 6 не изменит состояние триггера.

На входе g< триггера 6 будет потенциал логической единицы. Ключ будет открыт и импульс f пройде1 на выход элемента 8. Далее .этот импульс после его усиления 10 системой управления 11 поступает на управляющий электрод тиристора.

169070 . 4

Если же переключение триггера 4 б ,.в единичное состояние произoaло в момент, когда триггер 3 находится в нулевом состоянии, на выходе Q .схемы 1 появится потенциал логической единицы. Триггер 6 переключится в единичное состояние, ключ будет закрыт и импульс не будет подан на управляющий электрод тиристора. ВозlO можный срыв инвертирования будет предотвращен.

Полезную информацию для устройства защиты в импульсах Q+ несет лишь их передний фронт, характери15 зующий момент перехода через ноль тока диагонали моста инвертора.

В качестве блока 1 задержки могут быть применены любые известные схемы, обеспечивающие необходимый

20 временной сдвиг (С ) импульсов.

Формирователь 2 может быть выполнен на основе индукционного датчика тока с насыщающимся сердечником, нуль-органов, комлараторов с после25 дующим формированием импульсов по переднему и заднему фронту.

В качестве элементов 3-8 устройства защиты могут быть использованы микросхемы различных серий, выпускаемые промышленностью.

Таким образом, снятие отпирающих импульсов с управляющих электродов тиристоров производится не 5 момент окончания приложения обратного на35 пряжения к тиристору а в случае если момент окончания действия уставки наступит раньше момента при ложения к тиристору обратного напряжения..

<о

Косвенное измерение моментов приложения обратного напряжения к тиристорам инвертора путем фиксации моментов перехода тока нагрузки, инвертора через ноль позволяет од ним устройством защиты обеспечить ,защиту всех тиристоров инвертора.

Использование предлагаемого способа увеличивает надежность защиты.

Составитель В.Широков

Редактор Н.Даикулич . Техред О.Неце Корректор А.Обручар

Заказ 4624/49 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

Филиал ППП "Патент", .г. Ужгород, ул. Проектная, 4